基于LIN總線(xiàn)的倒車(chē)雷達系統的設計與實(shí)現
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基于單片機構成的LIN節點(diǎn)實(shí)現方案有查詢(xún)、中斷2種方式，其區別在于報文頭接收判斷方法不同。(1)查詢(xún)方式硬件電路簡(jiǎn)單，對時(shí)鐘要求比較高，系統中斷的種類(lèi)和次數少，程序運行比較穩定。但不足的是系統大部分時(shí)間都花費在對幀報文頭的等待查詢(xún)上，系統資源利用率低；(2)中斷方式對查詢(xún)方式的不足之處加以改進(jìn)和提高，間隔場(chǎng)、同步字節場(chǎng)的接收完全采用中斷方式進(jìn)行。中斷方式的優(yōu)點(diǎn)是對主程序運行的影響較小，系統的資源利用率高。不足的是增加了單片機的外圍電路，硬件較復雜。綜合以上特點(diǎn)，本設計采用中斷方式接收。
3.2 軟件設計原理
LIN總線(xiàn)通信系統由主節點(diǎn)和從節點(diǎn)組成，主節點(diǎn)包括主任務(wù)、同時(shí)也可以包括從任務(wù)；從節點(diǎn)則只能包括從任務(wù)，整個(gè)通信是由主任務(wù)發(fā)起的。首先主節點(diǎn)查詢(xún)本身的超聲波倒車(chē)雷達是否需要數據傳輸，如果有，則將數據裝進(jìn)LIN數據信箱，然后按照LIN通信的過(guò)程發(fā)送同步間隔場(chǎng)、同步場(chǎng)、標識符場(chǎng)、數據場(chǎng)和校驗和場(chǎng)；如果沒(méi)有，則按照順序發(fā)送報文頭，每個(gè)ID對應一個(gè)報文頭，然后總線(xiàn)等待從節點(diǎn)響應。程序框圖如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197680.htm
從節點(diǎn)包括2類(lèi)：(1)帶有倒車(chē)雷達的從節點(diǎn)，它有1個(gè)ID信箱，將自己在總線(xiàn)獲得的ID放在里面，每當識別到有報文幀來(lái)的時(shí)候，提取報文頭里的ID與本身信箱里的ID進(jìn)行對比。如果相同則將采集到的超聲波數據裝進(jìn)數據信箱，然后把數據做為數據響應發(fā)送出去；否則保持沉默，不發(fā)送任何數據。(2)不帶倒車(chē)雷達系統的從節點(diǎn)，其主要功能是對接收總線(xiàn)的數據進(jìn)行顯示，并在必要的時(shí)候充當網(wǎng)關(guān)的作用，將收集到的LIN信號轉換成其他總線(xiàn)信號進(jìn)行下一步的傳輸，其本身并不發(fā)送數據，所以該ID定義全局的標識符，對總線(xiàn)上所有的信號進(jìn)行接收，并且根據校驗和場(chǎng)的數據，分析數據傳輸過(guò)程是否出現錯誤，如果沒(méi)有，則將數據顯示出來(lái)；如果有，則產(chǎn)生提醒信號并將數據丟棄掉。
4 倒車(chē)雷達系統實(shí)驗及數據分析
4.1 超聲波測距誤差及分析
超聲波測距在室溫下進(jìn)行測試，其數據如表1所示。經(jīng)過(guò)多次測量發(fā)現，在同一溫度下測量結果有如下規律:
(1)對于同一距離進(jìn)行多次測量取平均值的方法，測試范圍在0.4～1.2之間精度較好。
(2)測量誤差隨著(zhù)所測距離的增大而增大。
其中的誤差有2種:(1)固定誤差，測量的起始位置與探頭的壓電晶片所在位置之間的距離，這種誤差不隨測量環(huán)境和距離的變化而變化；(2)可變誤差，隨著(zhù)距離的增大而增大，主要是由接收超聲波越過(guò)閾值的時(shí)間與超聲波實(shí)際到達探頭的時(shí)間不同引起的?！ ?br />4.2 結合LIN總線(xiàn)分析儀進(jìn)行通信測試
使用瑞典Kvaser公司生產(chǎn)的LIN總線(xiàn)分析儀，能夠檢測出符合LIN協(xié)議標準的信號，并在電腦顯示中，可以對LIN報文的每一部分進(jìn)行分析。測試系統將實(shí)驗板與LIN總線(xiàn)分析儀Kvaser Leaf Professional相連接、Kvaser Leaf Professional與電腦相連接，在電腦端采用NI公司的LabVIEW軟件進(jìn)行編程，并將數據顯示在顯示屏上面。圖4所示為采用NI公司LabVIEW軟件自行編寫(xiě)的LIN數據接收界面，能夠接收LIN總線(xiàn)的數據并顯示在界面上，可以清晰地看到報文幀的內容，其中Data為數據場(chǎng)，顯示最長(cháng)8個(gè)字節的數據，DLC為數據場(chǎng)長(cháng)度，范圍為0~8，MsgID是接收到的幀的標識符，用十進(jìn)制標識。圖4中的ID為50，即0X32，BR表示接收到幀的波特率，由于采用從節點(diǎn)接收信號，根據LIN總線(xiàn)協(xié)議，從節點(diǎn)應該具備測試通過(guò)同步場(chǎng)測試通信波特率的能力。所以在途中不管選擇多大的波特率，測試出來(lái)的都是總線(xiàn)上的波特率。本設計的波特率是4 800 b/s，測試結果為4 801 b/s，可見(jiàn)誤差為1。Time為收到報文的時(shí)間，PA為標識符，CS為校驗和場(chǎng)數據，由此可以計算出通信過(guò)程數據傳輸是否出錯。
本系統實(shí)現了與瑞典Kvaser公司的LIN總線(xiàn)分析儀相互進(jìn)行通信，實(shí)驗表明該系統數據的傳輸符合LIN協(xié)會(huì )規定的LIN協(xié)議標準，能夠很好地與其他符合LIN標準的汽車(chē)電子設備進(jìn)行通信，具有較好的實(shí)際應用價(jià)值。由于目前國內汽車(chē)總線(xiàn)正處于發(fā)展階段，相比歐美國家來(lái)說(shuō)存在一定的差距，本設計雖然基本上實(shí)現了LIN總線(xiàn)通信的功能，但與標準的LIN協(xié)議通信還有一定的距離。
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